不会吧?我们现在是一脚踏进时光机了吗?大家都知道“磁带”是……“古董级”技术了啊!现在所有的储存应用不是都采用固态硬盘(SSD)或硬盘驱动器(HDD)内存吗?

答案说对也不完全对。最近在《华尔街日报》(The Wall Street Journal)上有一篇文章——“企业寻求传统技术对抗新的威胁”(Companies Look to an Old Technology to Protect Against New Threats)中提到,许多公司为了预防万一,再度将数据储存于磁带上。这并不仅仅是一种轶事趣闻:市场上还有一些强力的数据左证磁带单位出货量增加,以及有越来越多的数据量被储存在磁带上。

磁带虽然不像SSD或HDD内存那么容易存取,但这种属性也是它的一项优点,尤其是当遇到“最糟糕”的情况发生时,它能展现其强劲且缓慢恢复的机制。此外,由于磁带无法“联机”,所以黑客也不太可能存取。《华尔街日报》的这篇文章指出,“政府、金融服务公司、医疗保险公司以及其他受监管的产业仍然将磁带作为数字记录的备援系统。现在,还有一些公司开始回头寻求磁带技术,因为黑客在渗透其防范措施方面变得越来越厉害了。”

如果你还停留在磁带就是那种一大卷磁盘的老旧想法,那才真是落伍了;事实上,现在只剩下一些档案磁盘还能幸运地找到播放设备。目前,磁带产业已在易于操作的磁带盒上进行标准化,使其得以在磁带驱动“场”的较大数组配置下,透过机械手臂播放与倒带,如表中所示。甚至在国际磁带储存委员会(Tape Storage Council)的协助下,也开始出现一些标准,致力于定义外形尺寸与格式等等。Tape Storage Council是2012年成立的业界组织,旨在促进磁带储存产业的技术创新与应用。

023ednc20171110 现代的磁带驱动装置(LTO-7)可配备速度高达750MB/s (2.7TB/hr)的备份与还原性能,每个卡匣可支持15TB容量的数据(来源:Quantum Corp.)

两项关键标准:LTFS与LTO

磁带技术的两项关键标准是线性磁带文件系统(Linear Tape File System;LTFS)——能让磁带“几乎”像是HDD一样使用;以及1990年代晚期开发的线性磁带开放(LTO)标准,用于作为当时专有磁带格式的替代开放标准。在Tape Storage Council最近发表的“技术进步推动磁带扩展新市场”(Technology Advances Propel Tape to New Markets)报告中,简单扼要地叙述了磁带技术的最新进展与应用。

对于磁带与SDD或HDD的比较并不仅限于安全性;Tape Storage Council认为可靠性和误码率(BER)方面也值得关注。如下图,Quantum LTO-7每1019位出现一次错误,而顶规的HDD平均1016位出错一次,这之间高达3个数量级的差异着实令人印象深刻。磁带和HDD之间的其他性能比较也值得注意,甚至可能破解传统的迷思。

024ednc20171110 比较不同的数据储存媒体显示,高性能磁带提供最低误码率,甚至较其他技术更优1,000倍 (来源:Tape Storage Council)

磁带系统同时也是一种微型的模拟讯号、无线传输链路,即使所储存的数据是数字的。从很多方面来看,它类似于RF通道,除了RF被磁场取代为能量传输。此外,它还存在着抖动、讯号噪声比(SNR)、符号间干扰、讯号强度变化等影响RF“无线”链路的所有问题。

当然,读取通道从模拟前置放大器(尽可能靠近读取头本身进行安装)以及可变增益放大器(VGA)开始。但那只是模拟讯号处理的开始,因为先进的磁带系统使用具有部份响应、最大似然(PRML)讯号检测电路的读取信道,从而使实现成功与零错误数据还原的机会最大化(尽管信道不规则)。虽然实体尺度可能远比RF链路更小,但讯号路径区块是类似的。

在此似乎存在有悖于“回到未来”的发展元素。磁带不仅是第一个高密度的数据储存机制(比起HDD更早的多),也是早期的“业余爱好者”——个人计算机(PC)采用飞利浦的消费级音频磁带盒作为低成本储存媒体(当然是低速且低容量),透过“开机加载程序”(boot loader)加载操作系统以及储存程序与数据。而今,对于业余爱好和商业应用而言,现在使用磁带并不划算,特别是高密度的HDD价格更合理且可随机存取,但潜在的磁带技术仍然具有至关重要的作用——甚至还有“卷土重来”的发展趋势。

老样子,我想再次重申:只要与技术有关,对于看来似乎是过时的技术也“永远不要说不可能”。等到有一天“改朝换代”了,它可能会“重现江湖”,甚至变得更可用或更具吸引力,成为解决新问题的好办法。

您是否使用过先进的LTO/LTFS磁带技术?或者,你以前曾经使用过磁带储存吗?

(原文发表于Aspencore旗下EDN姐妹媒体EETimes,Susan Hong编译)

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